?虛擬現實技術在小學課程中應用的困境與出路

喻靜雯

摘? 要 虛擬現實技術已經進入中小學，并作為一種教育技術進入學生的課堂。研究者分別在一線城市的重點小學和三線城市的村完小運用虛擬現實技術授課，運用田野研究的方式試圖探究虛擬現實技術在小學科學課程中的運用，探究虛擬現實技術運用于教學存在的問題。

關鍵詞 虛擬現實技術;小學科學;田野研究;教育技術;數字化環境

1 虛擬現實與教育

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）是在20世紀80年代由美國的J.Lanier提出，在20世紀末發展起來的一門涉及眾多學科的高新技術。虛擬現實技術以計算機技術為核心，結合相關科學技術，生成與一定范圍真實環境在視、聽、觸感等方面高度近似的數字化環境，用戶借助必要的裝備與數字化環境中的對象進行交互作用、相互影響，可以產生親臨對應真實環境的感受和體驗。另外，虛擬現實技術有三個基本特征：想象性（Imagination）、交互性（Interaction）和沉浸性（Immersion）[1]。

虛擬現實技術已日漸成為教育技術的核心內容。運用虛擬現實技術輔助教學，打破了傳統的知識單向傳授的教學模式，促進學生發揮主動性和積極性，開導學生思維的流暢性、變通性和精細性，為培養學生的發散思維提供了豐富的資源和便利的空間;將學生的學習、練習及自我測驗結合起來，形成一種生動、活潑、積極的教學方式，這是任何傳統的教學方式、方法所達不到的，具有不可替代的功能和作用[2]。

虛擬現實技術何以運用于教學? 虛擬現實技術作為一種教育技術，需要遵循一定的教育理論發揮其作用，實現其功能。虛擬現實技術使用者主要是學生，因此，作為教育理論核心的學習理論是虛擬現實技術運用于教育教學的理論基礎。

1）建構主義。建構主義認為，知識是由學習者在一定的社會背景以及具體情境下，通過對知識的加工、他人的幫助而形成自己的理解來獲取的，注重學習者在學習過程中的體驗。這一理論為虛擬現實技術進入教育領域提供了理論支持。

①虛擬現實技術為學習者提供了具體的情境。建構主義認為，學習是在一定社會情境下發生的，這一技術通過計算機提供給學習者有關所學知識的具體情境，幫助學習者建構知識的意義。

②虛擬現實技術為學生主動建構知識提供了技術支持。虛擬現實技術是由計算機控制的，相關參數可調節，而教學是學習者充分利用環境提供的豐富的工具和資源建立自己的認識和理解的過程[3]。

虛擬現實技術可為學習者創建交互學習的平臺，為學習者主動進行學習和探究以及在學習中建構自己的理解提供可能。

2）認知主義。認知主義觀點認為，人的認識是外界刺激和內部心理相互作用的結果。由此可見，在認知主義看來，學習是學習者結合自己的興趣，基于自身的經驗與知識而對當前的活動做出的主動加工過程。如何激發學習者的學習興趣，如何引導學習者進行主動加工，就成為教師的主要任務。虛擬現實技術的沉浸性、生動性的特點能較好激發學生的興趣，對于陳述性知識、程序性知識等的學習有幫助作用。

3）行為主義。行為主義學習理論的觀點認為學習有四個基本要素，分別是內驅力、線索、反應和強化，重視學生學習動機和教師的及時反饋。首先，虛擬現實技術內容豐富生動，可以增強學生的學習動機;其次，虛擬現實技術不受環境條件限制，教師可以利用這一技術讓學生反復進行練習，不斷強化知識點。

2 虛擬現實技術在小學課堂中的應用分析

虛擬現實技術在課堂中的運用? 研究者分別在某一線城市的重點小學和某三線城市的村完小進行了為期兩周分別共八課時的授課，運用田野研究、參與式觀察對兩地使用虛擬現實技術的授課效果進行分析，所授的課程是根據國外的虛擬現實源文件設計的有關科學學科的課程，試圖發現和解決在真實授課中虛擬現實技術使用存在的問題。

1）一線城市的重點小學。目前，虛擬現實技術主要在我國發達地區的優質重點學校中運用甚廣，在課程設置方面主要被單獨安排成特殊的虛擬現實課，并沒有與學科課程進行融合，在課程定位上可被看成校本課程、特色課程以及拓展課程。

①學校介紹。研究者所在的小學屬于一線城市第二梯隊的重點公辦小學，教育資源優厚、硬件設施配備齊全。學校的虛擬現實課主要安排在3～4年級，學校配備了一間虛擬現實教室，教室里有40臺虛擬現實眼鏡，兩臺虛擬現實眼鏡的消毒和充電柜。課桌被分成五組，每組八人。從座位的安排形式來看，具有探究性課程的特色。學校的虛擬現實有關課程主要以團隊外包的形式呈現，由校外的科技公司提供課程包，包括虛擬現實的設備、課程體系、授課教師等。課時安排為每周兩次課。課程內容在學科分類中屬于科學學科的下屬知識。

②學生體驗與教師感受。學生對于虛擬現實技術較為感興趣，但是對于課程內容并無太大興趣。在上課期間，學生多次說“我早就去過了……”“我已經知道……”等內容，雖然課程內容在選擇上考慮了低學段的科學課程標準，但是沒有考慮學生的學情，很多知識在上課前學生已經了解，此處的虛擬現實技術的滲入環節有點兒多余，學生已經有了自己的經驗。

2）三線城市的村完小。

①學校介紹。三線城市的村完小地理位置較為偏僻，處于遠離縣城的山區，教育資源比較薄弱。平時的課程安排沒有虛擬現實課程，學生之前也從未體驗過虛擬現實技術，之所以能引入虛擬現實課程，主要來自當年暑假的支教團。學校的虛擬現實課程的對象主要是按年級分班的“小班”和“大班”，其中“小班”為一年級至三年級的本校參與夏令營的學生，約60人;“大班”為四年級至六年級的本校參與夏令營的學生，約50人。上課地點是學校的普通教室，設備由教師自行帶入教室。

②學生體驗與教師感受。班上學生之前均未體驗過VR眼鏡，對于設備非常感興趣，發言和體驗的學生非常多，對于展示的VR場景也非常感興趣，學生反饋和課堂效果比較好，但是他們多聚焦于設備的體驗，對知識點的學習興趣不大。

研究者在授課的時候發現，虛擬現實設備使用的城鄉差距較大，如兩邊同上主題為“慶祝建國70周年，共游祖國大好河山”的虛擬現實課程，城市的學生對虛擬現實呈現的景色并不感興趣，且踴躍表達自己親身去旅游的經歷;而鄉村的學生則對“眼前的景色”充滿興趣和期待，他們中的大部分連縣城都沒有去過。如果設計VR相關課程，還需要充分考慮城鄉差距。

3 虛擬現實課程在課堂中運用的困境

可用課程資源缺乏? 由于技術限制，很多目前市場上在用的虛擬現實課程的源文件都來自國外，沒有根據國內課程需要進行再開發，一方面是因為缺乏這類人才，另一方面是因為開發成本較高，虛擬現實技術在游戲、商業推銷等方面運用更為廣泛。教育系統中目前存在的虛擬現實課程，多數是由國內的教師根據國外的虛擬現實科普素材，開發一門適用于小學課堂的虛擬現實課程，課程資源包包括虛擬現實文件、教案以及課堂上播放的幻燈片。

國外的虛擬現實資源雖然具備一定的體系，但是這種體系只是從科學的角度進行分類，缺乏對學生主體性的關照，即使教師在課程開發的過程中照顧了學生的需要，但是始終被已有內容牽絆，課程內容需要始終兼顧虛擬現實資源的內容，使得課程缺乏系統性，教學缺乏連貫性。除此之外，作為課程開發人員的教師也很難劃分科學的分段教學內容，課程能否達到其應有作用，值得商榷。

授課方式傳統單一? 在虛擬現實的授課過程中，根據教師的課程設計，虛擬現實的角色總共有三種，分別是作為導入的虛擬現實材料、作為佐證的虛擬現實材料和作為總結的虛擬現實材料（見表1）。

1）作為導入的虛擬現實材料。在一些虛擬現實內容較少的課程中，虛擬現實材料會擔任“導入”的角色，吸引學生的興趣，但是課堂紀律很難管控。

2）作為佐證的虛擬現實材料。在這種課程設置中，虛擬現實材料在課程中間出現，作為輔助的教學內容呈現。

3）作為總結的虛擬現實材料則在教學的最后一部分出現，如此安排可以較好地控制課堂紀律，加深學生印象。

由此可見，目前虛擬現實材料所承擔的角色與之前多媒體幻燈片承擔的角色相仿，兩者并沒有本質區別，區別只在于一個是三維空間，一個是二維圖片。當下尚未找到虛擬現實材料在課堂中的不可取代的作用，虛擬現實課程是否值得走進課堂仍需商榷。

課堂紀律難以把握? 課堂紀律是小學課堂中需要重點管理的部分，虛擬現實設備迎合了小學生喜歡具體形象事物的思維特點，一旦在課堂上使用虛擬現實設備，紀律管理是個難題。研究者無論在鄉村還是在城市，在授課的時候都需花很大精力管理紀律，占用了寶貴的教學時間。

4 虛擬現實技術在教學中使用的建議

開發適用于教學的虛擬現實材料? 目前的虛擬現實材料多為國外現有的文件，如果要在國內的課程中運用，需要計算機、心理學、人類工程學等專家共同開發研究，使得虛擬現實材料兼具學科性與技術性。在授課過程中，教師也要設計適用于虛擬現實材料的教學過程。

挖掘虛擬現實材料的現實意義? 虛擬現實是否有必要融入小學課程是亟待澄清的問題，不能因為新奇而盲目引入，要思考對教育是否有新的貢獻和價值。雖然已經討論虛擬現實技術運用于教育教學的理論基礎，但是并不說明其進入教學是必要的，學者需要進一步思考虛擬現實的特殊意義。

5 總結與展望

虛擬現實技術及相關設備在小學中主要運用于科學課的教授，但是它并不是不可取代的，與傳統的多媒體設備相比，雖然其呈現的內容更加形象化，但是其成本和管理都存在很大的難題。虛擬現實技術在教育技術領域雖然并不是新角色，但是關于虛擬現實技術如何走進課堂，在課堂中科學應用的理論和實踐研究還很少，只有弄清虛擬現實的本質特點，才能讓其更好地服務于教育，而不是教育被一種教育技術所綁架。

參考文獻

[1]Burdea G， Coiffet P. Virtual reality technology， second edition[M].New York： John Wiley & Sons，2003：3-4.

[2]杜軍，虛擬現實技術在教學中的應用[J].山東師范大學學報（自然科學版），2005（2）：103-104.

[3]盧家楣，學習心理與教學[M].上海：上海教育出版社，2002：5.